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Smart3D实景建模大师学习手册
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2018-04-13
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Smart3D实景建模大师学习手册,章节包含了以下三个主题: · 影像采集 · 导入影像文件格式 · 定位数据
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原始影像的准备
这个章节包含了以下三个主题:
· 影像采集
· 导入影像文件格式
· 定位数据
影像采集
重叠度
模型重建对象的每一部分应至少3个不同的视点(但比较接近)进行拍摄。一般来说,连续影像之间
的重叠部分应该超过60%。物体的同一部分的不同拍摄点间的分隔应该小于15度。
对于简单的物体,您可以环绕式地从物体周围均匀分隔地采集至少大约30-50张影像。
对于航空摄影,我们建议采集航向重叠不小于80%,旁向重叠不小于50%的影像。为 实 现 更 好 的 效 果 ,
更 好 地 还 原建筑物外立面、狭窄的街道和各种庭院,建议同时采集垂直和倾斜影像。虽然Smart3D
实景建模大师
对非系统化乱序采集的图像具有非常强的适应性,但我们仍然建议事先准备合适的飞
行计划以系统化获取影像而避免疏漏。
相机
Smart3D
实景建模大师
支持广泛多样的影像采集设备,如手机、卡片数码相机、数码单反相机、摄
影测量专用相机及多角度摄相机系统。Smart3D
实景建模大师
不仅可以处理静态影像,也可以处理
从数字摄影机摄像动画中截取的视频帧。但是,Smart3D
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不支持线性推扫式相机。
虽然Smart3D
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对相机分辨率没有最小要求,但是高分辨率的相机可以以较少影像数量
以指定精度完成对物体影像采集,而且处理速度要快于低分辨率的相机。
Smart3D
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需要知道相机感光体CCD的宽度。如果您的摄相机型号并未在我们的自带数
据库中列出,您需要将这些信息手动输入。如果您不确定您的摄相机的详细参数,请您从您摄相机
的用户手册中查找,或访问Digital Photography Review 等 相 机 参 数 网 站 查询:
http://www.dpreview.com/products.
影像精度
影像精度指的是由传统航空摄影的地面分辨率扩展到更加广义(而不仅仅是航空图像)的获取图像
的分辨率设置。
生成三维模型的精度和分辨率与采集的影像精度直接相关。为达到预定的影像精度,您必须使用准
确的焦距及拍摄距离来采集影像。相关计算公式如下:
影像精度 × 焦距 × 图像的最大尺寸 = 传感器宽度 × 拍摄距离
[米/像素] [毫米] [像素] [毫米] [米]
由于Smart3D
实景建模大师
能自动识别应用不同精度的影像来生产三维模型而无需固定统一精度的
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影像,因此整个项目可以允许不同影像精度、不同影像重叠度的组成的多重的数据源。然而,Smart3D
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不能自动识别处理精度区别过大的影像。如 果 由 于项目需要而必须采集精度跨度较大
的影像,那么就需要补充采集一直数个级别的中间精度级别的影像以建立平滑过渡。
焦距
我们建议在整个图像获取过程采用固定的焦距。
如果需要获得非统一的影像精度,可以调整拍摄距离来实现。如果无法避免使用不同的焦距设置,
如由于拍摄距离的限制,应在每个焦距设置下各采集一定数量的影像组,避免某个焦距只有非常少
量的影像的情况。
当使用可变焦距镜头,应需保持在一组影像上使用同一焦距,可以利用胶带将手动可变焦距镜头固
定住。
不要使用数码变焦,避免使用超广角镜头或鱼眼镜头,因为Smart3D
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较难计算极端的
镜头畸变。
曝光
请尽量选用可避免重影、散焦与噪声、曝光过度或不足等的曝光设置,因为这些问题将会严重影响
三维建模质量。
手动曝光设置能有效降低3D模型贴图产生色差的可能性,所以如果摄影技术允许,同时有比较稳定
和统一的光照条件时,推荐使用手动曝光。如果不具备条件,自动曝光获取的影像也能被处理。
我们推荐关闭光学或数码图像稳定功能。
光照
相对于直射光和(或)不断变化的光照,稳定的环境光源是更好的选择,因为前者增加了曝光
过度和曝光不足的风险。室内拍照时,固定光源比试用闪光灯更好;室外拍摄时,多云的天气比大
晴天更好。如果必须在晴天拍摄,最好选择中午左右使阴影区域最小化。
正确适当曝光下采集的阴影并不影响Smart3D
实景建模大师
的模型生成质量,软件会在3D模型
的贴图中还原阴影的正确位置。
影像后处理
在把原始影像导入Smart3D
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之前,请不要进行任何编辑,包括改变尺寸、裁剪、旋转、
降低噪音、锐化或调整亮度、对比度、饱和度或色调。某些相机有自动旋转影像的功能,请把它禁
用。
Smart3D
实景建模大师
不支持拼接的全景图作为原始数据,但是可以使用生成这些全景图的原始图
像作为导入数据。
影像组
为了获得最优精度和最佳性能,Smart3D
实景建模大师
会将同一台相机在同一焦距和影像尺寸(同
样的内方位元素)拍摄的影像定义为一个影像组。
Smart3D
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能够自动建立相关的影像组,如果按采集影像的相机来设置原始影像的目录
结构,不同的相机(即使型号相同)拍摄的影像应放置到不同的独立的子目录下。相反,由同一台
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相机拍摄的影像应当都放置在同一子目录下。
遮罩
遮罩是指在图像处理过程中用于某原始影像匹配制作的单色图像将图像指定部分(如遮挡物、反射)
进行忽略运算的方法。有 效 的 遮罩文件是黑白单色且与原始影像匹配的尺寸的TIFF格式图片。被遮罩
的黑色部分遮挡的图像像素在空中三角测量和重建过程中将被忽略处理。
遮罩的文件名必须与原始影像的文件名对应:
· 对一个原始影像文件名为“filename.ext”进行掩膜处理,遮罩文件名必须命名为
“filename_mask.tif”,并且需要将其与原始影像放置到同一目录下。
例如,图像名为“IMG0002564.jpg”对应的遮罩文件为“IMG0002564_mask.tif”
· 如果对于目录下所有的同样大小尺寸的原始影像进行遮罩处理,只需将遮罩文件放置到该目录
下,且命名为“mask.tif”
导入影像文件格式
Smart3D
实景建模大师
能直接支持JPEG与TIFF格式的图像,也能读取一些常见的RAW格式。Smart3D
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也能直接读取影像文件自带的Exif元数据。
支持的文件格式有:
· JPEG
· Tag Image File Format (TIFF)
· 松下Panasonic RAW (RW2)
· 佳能Canon RAW (CRW, CR2)
· 尼康Nikon RAW (NEF)
· 索尼Sony RAW (ARW)
· 哈苏Hasselblad (3FR)
· Adobe Digital Negative (DNG)
定位数据
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实景建模大师
的一大突破性功能是能够处理那些完全不带有定位数据的影像。因此,
Smart3D
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可以支持从任意位置、旋转与比例的原始影像数据来生成三维模型,并通常
能还原它的正确姿态方向。同时,Smart3D
实景建模大师
也原生支持两种类型的定位数据:GPS标签
(GPS tags)和控制点(Control Points)。
如果在原始影像的Exif元数据中包含GPS标签,Smart3D
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会自动读取并用它来作为生成
三维模型的坐标依据。
不完整的GPS标签将会被忽略(如只具有经度与纬度坐标,但不具有高程)。
如果需要优于GPS坐标精确度,或者需要控制和消除由于数字积累误差造成的远距离几何失真时,就
建议引入控制点。建立地理参照系必须至少三个控制点,更多数量且分布均匀的控制点可以消除远
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距离几何失真。控制点的精确三维坐标可通过传统测量方法获得。用户可通过Smart3D实景建模大师
主控台
的控制点模块或其他第三方工具在原始影像(最少两张,建议三张以上)中标出该控制点位
置的方式来输入控制点。
查看更多关于控制点
除了GPS标签与控制点,Smart3D
实景建模大师
还能通过专用的XML格式导入几乎任何定位信息(如
惯性导航系统的数据)或第三方软件的空中三角测量的结果。导入后,Smart3D
实景建模大师
可以
使用这些数据,或者对 它们进行自动微调,从 而 节约 了 大量的空三运算的时间。这一功能令Smart3D
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有了更高的可扩展性和兼容性。
查看更多关于导入区块
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Smart3D实景建模大师 主控台
Smart3D
实景建模大师
主控台
是Smart3D
实景建模大师
软件的主模块,主要进行以下工作:
· 导入数据集,
· 定义处理过程设置,
· 提交作业任务,
· 监控作业任务进度,
· 浏览处理结果等
Smart3D
实景建模大师
主控台
模块并不执行处理任务,而是将任务分解成基本的作业并将其提交
到作业队列。
Smart3D
实景建模大师
主控台
管理着Smart3D
实景建模大师
整个工作流的各个不同步骤。
Smart3D
实景建模大师
的工程以树状结构组织,工作流的每一步骤对应一个不同类型的项:
· 工程: 一个工程管理着所有与它对应场景相关的处理数据。工程包含一个或多个区块作为子项。
· 区块: 一个区块管理着一系列用于一个或多个三维重建的输入图像与其属性信息,这些属性信息
包括传感器尺寸、焦距、主点、透镜畸变以及位置与旋转等姿态信息。
· 重建: 一个重建管理用于启动一个或多个场景制作的三维重建框架(包括空间参考系统、兴趣区
域、tiling、修饰、处理过程设置)。这些制作的场景为重建的子项存在于树状结构中。
· 生产: 一个生产管理三维模型的生成,还包括错误反馈、进度报告、模型导入等功能。
一个工程可以以多个分项形式来管理工作流中的同名步骤,以支持版本管理和变量管理。这对于不
同输入数据和不同处理设置生成同一场景的实验非常有用。
以下是Smart3D
实景建模大师
主控台
软件的主界面,从这里可以浏览所有工程项:
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